Diskuse Elektrika.cz

Jak odstranit stav, pokud u stykače ovládaného 24 V (ss) po odpojení ovládacího napětí odpadá cívka se zpožděním?



#105# Raději jsem to už předefinoval sám  (norm)
 

Přečtěte si pozorně tento článek:
V něm najdete odpověď, proč se tomu tak děje a jak to opravit.


Snadné řešení problému s výrobky společnosti Siemens
 
Ing. Zdeněk Gec, Siemens, s. r. o.
 
V odborných časopisech lze nalézt mnoho článků řešících otázky ochrany před účinky přepětí. Tyto články se převážně zabývají jen problematikou atmosférických přepětí. Dalším a poněkud neprávem opomíjeným zdrojem přepětí jsou přechodové jevy při spínání. Spínací přepětí sice nejsou doprovázena tak efektními úkazy, jakými jsou např. bleskové výboje, ale jejich důsledky mohou být stejně závažné. V tomto příspěvku je věnována pozornost pouze úzké části problematiky spínacích přepětí, a sice přepětím, která vznikají při vypínání ovládacích cívek relé a stykačů.
 
Pro zajištění spolehlivé činnosti řídicích systémů je nezbytně nutné brát v potaz i podmínky elektromagneti cké kompatibility (EMC – Electro-Magnetic Compatibility) mezi jednotlivými prvky instalace. Přestože jsou tyto podmínky pro standardní instalace poměrně měkké, při použití elektronických řídicích systémů, určitých metod měření a dalších aplikací požadavky na úroveň EMC rychle rostou. A právě přechodové jevy při spínání jsou častým zdrojem rušení.
 
Jednou z nejběžnějších příčin vzniku přepětí je spínání, nebo lépe řečeno vypínání indukčních zátěží. Je nutné si uvědomit, že výstupy elektronických řídicích systémů jsou většinou přímo připojeny právě ke svorkám cívek relé a stykačů. Při vypínání takovéto indukční zátěže se energie magnetického pole snaží zabránit přerušení toku proudu obvodem cívky a v obvodu cívky poté vznikají tlumené, přechodné oscilace napětí a proudu. S ohledem na vysoké hodnoty rezonanční impedance rozpojeného obvodu cívky může oscilující napětí dosáhnout maximální hodnoty až 10 kV s typickou strmostí náběhu 1 kV/μs. V důsledku rychlého vzniku vysoké hodnoty zotaveného napětí dochází k opětovnému zapalování oblouku mezi otevírajícími se kontakty do doby, než hodnota dielektrické pevnosti mezi kontakty překročí hodnotu zotaveného napětí a dojde ke konečnému uhasnutí oblouků mezi kontakty. Tyto přechodové jevy způsobují silné opalování kontaktů, a podstatně tak zkracují jejich životnost a současně ohrožují napěťově citlivé prvky připojené paralelně k cívkám relé a stykačů. Navíc jsou zdrojem závažných rušivých signálů, které se mohou kapacitní vazbou přenést i do dalších ovládacích obvodů a mohou zásadně ovlivňovat činnost řídicích systémů, popř. je i poškodit.
 
Proto se v praxi doporučuje vyloučit spínací přepětí přímo v místě jejich vzniku, tedy na svorkách cívek. Jakým způsobem lze zamezit vzniku spínacích přepětí? Nejjednodušším řešením je použití omezovačů přepětí. Obecně se pro tuto funkci používají:

    *
      RC členy,
    *
      diody anebo kombinace diod,
    *
      varistory.

Na obr. 1 je typický oscilogram průběhu spínacího přepětí při vypínání cívky pomocného stykače (230 V, 50 Hz, 10 V·A). Tento přechodový jev trvá přibližně 250 µ s a maximální amplituda kmitů dosahuje hodnoty asi 3,5 kV.
 
Omezovače přepětí s RC členy
RC členy se převážně používají pro stykače s cívkami napájenými střídavým napětím. Mohou být ale použity i u cívek napájených stejnosměrným napětím.
 
Podstatným zvýšením kapacitance obvodu cívky dochází k omezení amplitudy přepěťových kmitů na dvoj- až trojnásobek ovládacího napětí při současném snížení strmosti vlny. Tím je vyloučen vznik opakovaných výbojů mezi kontakty. Napětí osciluje do hodnoty maximálně 400 V a tyto kmity jsou rychle utlumeny. Správně vybrané RC členy mají malý vliv na doby spínání stykačů, obecně je zpoždění vypnutí menší než 1 ms.
 
RC členy jsou zvlášť vhodné pro ochranu výstupů citlivých na rychlé změny napětí . du/dt (např. triaky). V případě použití kondenzátorů o větší kapacitě (>10 nF) se ale zvyšuje riziko, že může být nepříznivě ovlivněna funkce dolních propustí frekvenčních filtrů. Na obr. 2 je typický oscilogram průběhu spínacího přepětí na cívce stejného stykače jako na obr. 1, ale s připojeným RC členem.
 
Omezovače přepětí s diodami
Omezovače přepětí s diodami se používají pro stykače s cívkami napájenými stejnosměrným napětím. Při zapojení je bezpodmínečně nutné dodržet správnou polaritu zapojení. Spínací přepětí je omezeno maximální hodnotou 0,7 V.
 
Diody způsobují prodloužení doby vypínání na šesti- až devítinásobek. Této vlastnosti se v praxi využívá při vyloučení krátkodobých výpadků ovládacího napětí (v jednotkách ms). Na obr. 3 je typický oscilogram průběhu spínacího přepětí na cívce stejného stykače jako na obr. 1, ale s připojeným členem s nulovou diodou.
 
Nulové diody jsou v praxi použitelné pro stykače do výkonu 5,5 kW. Pro větší stykače se doporučuje použít kombinaci diod. V případě použití omezovače přepětí s kombinací diod (diody a Zenerovy diody) dojde k omezení spínacího přepětí na hodnotu do 10 V.
 
Použití kombinace diod vede k prodloužení doby vypínání na dvoj- až šestinásobek. Na obr. 4 je typický oscilogram průběhu spínacího přepětí na cívce stejného stykače jako na obr. 1, ale s připojeným členem s kombinací diod.
 
Omezovače přepětí s varistory
Varistory – napěťově závislé odpory – omezují maximální hodnotu přepětí tím, že se stanou vodivými po dosažení prahového napětí. Průběh přepětí je zde podobný jako u obvodu bez omezovacího členu, ale s mnohem kratší dobou trvání. Na rozdíl od RC členu neomezuje varistor strmost nárůstu napětí. Varistory mohou být použity pro stykače s cívkami napájenými střídavým i stejnosměrným napětím. Omezovače přepětí s varistory neovlivňují funkce dolních propustí frekvenčních filtrů, ale jsou méně vhodné pro ochranu výstupů citlivých na změnu du/dt.
 
Použití varistoru vede k prodloužení doby vypínání o asi 2 až 5 ms. Na obr. 5 je typický oscilogram průběhu spínacího přepětí na cívce stejného stykače jako na obr. 1, ale s připojeným vhodným varistorem.
 
Z uvedeného textu je zřejmé, že v podstatě jednoduchým a finančně nenáročným řešením lze účinně zabránit rušení a současně prodloužit životnost jednotlivých součástek. Stačí si uvědomit riziko a včas je vyloučit.

Článek jsem přečetl a myslím že problém vyřeším RC členem děkuji za radu

Vyzkoušejte odpojit cívku a když stykač zůstane chvíli slepený, stačí pak stykač rozebrat a umýt konzervační vrstvu tuku (a prachu) na činných plochách magnetického obvodu.

Mám pocit, že článek od SIEMENSu je o ochraně spínacích prvků řídících systému, které spínají cívky stykačů a relé, t.j. indukčnosti. RC člen, ani diody vám asi nepomohou.

Stykač je nový toto je vyloučeno .Ale díky

A jen na okraj: Není ta cívka na 24V AC ? Bývá tam pár závitů nakrátko, které mají bránit drnčení a při napájení DC mohou způsobovat zpožděný odpad.

100 % cívka na 24 V DC domnívám se že cívka AC by na DC těžko dobře spínala

Pokud je stykač nový, podívejte se na data od výrobce....par ametry....může být i vadná série...
špatné plechy /zaměněné plechy/,  které drží magnetizaci  o milisekundy déle..!!Také se to stalo....?

Stykače jsou dva ,jedná se o ovládání dvou motorů,myslím že stykače s cívkou na ss proud nemají plechy,ale jádro tudíž zde bych nehledal chybu

No právě! Ten stykač se mu tak chová proto, protože tam tu ochranu už má.
(stykač se SS cívkou spíná nějaký elektronický bazmek, pro ochranu onoho bazmeku před indukční špičkou byla zvolena dioda. Ta sice chrání velmi spolehlivě, ale side-efektem je ono zpožděné odpadnutí stykače).
Řešení je jednoduché: stačí nahradit onu diodu varistorem nebo lépěji transilem.

   

Máte "recht". Uvidíme, zda tu diodu pan Sukeník potvrdí. V předchozím o tom nepsal.

To by dioda musela být zastavěná při zapojovaní jsem si nevšiml ,hned  v PO se na to podívám toto je docela možné.

A mrkněte se, zda je na svorkách cívky vyznačená polarita.

Cívka navinutá na střídavý proud stejného napětí by se při použití na stejnosměrný proud silně přehřívala, ale stykač by spínal dobře a jak již napsal kolega Doležal, závit na krátko, který je nutný pro provoz na střídavý proud,  způsobí zpožděný odpad.


Pokud má stykač osazenou cívku na DC, měl by být také osazen odlehčovacím odporem, který sníží proud procházející cívkou v okamžiku plného přítahu, což je zajištěno speciálním kontaktem, který je pro tento účel montován pouze na stejnosměrné stykače, dnes obvykle jako násuvný modul.

Petr Bohušík, Schneider Electric CZ, s.r.o.
,  uveďte přesný typ stykače a způsob zapojení (a připojení).

Tak takto si představuji přístup firem, které nemají značku CE jenom z povinnosti a na ozdobu. Pane Bohušík, pozdravujete v Písku :) (jednicka)

Děkuji za zájem stykače se nakonec ukázalo, že jsou v pořádku chyba je v ovladací elektronice neodpoji po dokonceni procesu ovladací obvod stykacu.
Budu to muset resit relatkem v poslednim kroku spina el.magneticky ventil po tomtokroku bych potreboval prerusit na kratko přivod na civky stykacu domnivam se ze byslo pouzit rele CRM.